2021-4-10 | 農田水利論文
第一篇
一、節水灌溉技術的應用
1.采用渠道防滲技術和管道輸水,減少輸水過程水量流失
在農業發展的很長時期內,農業的灌溉主要是利用挖土成渠的方式將水輸送到農田進行灌溉。在輸送的過程中,水資源會有滲漏和蒸發,造成灌溉用水的流失。據調查顯示,每年植物生產用水約有4,000億m3,輸送的水資源只有50%~60%被用于農田灌溉。因此,必須嚴格控制輸水環節的質量,采取合理的方案進行節水,節約農業生產的成本。(1)渠道防滲在水資源輸送過程中,渠道防滲材料的選擇是多方面的。在農田水利工程實際建設中,通常會采用漿砌塊石,干砌塊石,現澆混凝土護面以及混凝土預制面等混凝土護面可以減少80%~90%的滲漏損失,漿砌石可以減少60%~70%的滲漏損失。此外,塑料薄膜可以減少90%以上的滲漏損失,但是成本較高。在應用混凝土護面過程中如果渠道較小,可以選用U型的混凝土渠道,這樣有利于輸水流量的改善,減小過水斷面。(2)管道輸水在輸水過程中,水面蒸發和渠床雜草蒸發也會造成水資源的大量的損耗,可以采用管道輸水減少蒸發損失。農田灌溉采用滴灌、噴灌等技術時,則用高壓的輸水管進行地面灌溉,一般為300~1,200KPa,可以減少5%~10%水資源的浪費,水的利用率可以達到95%。
2.先進的節水灌溉方法的應用
(1)噴灌技術的應用噴灌技術是在壓力的作用下,通過管道將水資源輸送到要進行灌溉的農田,利用噴頭把水噴射到需要灌溉的農作物上,使水能夠均勻地灑落到農田里以達到節約用水的目的。采用噴灌技術對農田進行灌溉可以保證灌溉面的均勻,均勻度可以達到90%以上,水利利用率提高到60%~85%,比地面灌溉可以節省大約30%~50%的用水量,例如,某地區過去每一畝地需要水60~80m3,但是現在每畝用水只有30~40m3。噴灌可以節省勞動力,勞動量只有地面灌溉所用勞動量的1/5。噴灌技術的設備一般埋于地下,有利于節省土地資源,耕種面積可以提高7%~10%,農作物增產可以達到10%~20%。
(2)微灌技術的應用微灌技術是在滴灌技術的基礎上發展而來的一種新型的節水灌溉技術。微灌技術主要包括滴灌、滲灌、微噴灌以及小管涌流管等方式。微灌技術要由四部分組成:水資源、輸配水管網、灌區首部以及灌水器。微灌技術的灌水流量較小,進行一次灌溉要延續很長時間,灌水的周期較短,對水量可以準確地進行控制,把水分和養分直接輸送到農作物根部的土壤中去,對于經濟作物的灌溉和種植可以采用這種灌溉技術。微灌技術可以節約用水量50%~80%,微灌技術可以節約水資源、節省人力;節省肥料和農藥,肥料的利用效率可以提高15.4%,水分的利用率提高了32.7%,有利于改善土壤的結構等。
(3)步行式灌溉技術的應用步行式灌溉技術是將農村現有的各種農用機械與電力作為灌溉動力,支持相應的配套灌溉設備,促進移動灌溉的適應性。步行式節水灌溉技術是節水農藝與農業的機械化技術的有機結合。步行式灌溉機械不要求配備復雜的設施,利用組裝的方式進行機器裝配,適應性強,流動方便,可以有針對性的對急需地區和作物進行灌溉。這種灌溉技術不需要進行大量的修渠工程,節省了勞動力和資金,并且保證了灌溉的有效性。
(4)雨水集蓄利用的技術應用雨水集蓄利用技術就是通過相關的工程措施將自然降水收集起來,在農田需要灌溉時利用管道將雨水輸送到田地的技術。這項技術不但可以解決農田的灌溉問題,還可以補充人畜飲水,在季節性缺水和干旱的地區比較適用。雨水集蓄利用的技術有利于改變農民的種植模式,還可以防止水土流失,保護生態環境,能夠促進農業和農村經濟的有效發展。
3.節水灌溉的系統制度
(1)不充分灌溉方法的應用采用充分灌溉的方法可以提高農作物的單位產量,但是不能保證單位水量的收益得到最高。有專家提出不充分灌溉的方法,也就是說進行農作物灌溉要提高單位水量的農作物的產量,而不是為了達到單位面積產量的最高。(2)水稻的薄淺濕曬灌溉技術應用長期以來,水稻的種植一般采用漫灌和串灌的灌溉方法,使水稻的灌溉保持在較深的水層,造成水肥的嚴重流失。目前研究的水稻薄淺濕曬的灌溉制度,具有很好的灌溉效果和節水效果。水稻的淺薄濕曬灌溉就是利用薄水插秧,返青時是淺水灌溉,在分蘗前期保持田間濕潤,分蘗后期要進行曬田,水稻拔節抽穗時薄水灌溉,乳熟時要田間濕潤,水稻黃熟期濕潤落干。例如,這個方法在廣西得到推廣,推廣面積有178.2hm2,實踐證明可以增產7.72%以上,減少耗水量達1,069m3/hm2。
4.田間灌溉節水處理
無論采取哪種灌溉技術都要確保農作物的根系活動層土壤的濕潤,滿足農作物的吸收和農作物生長需要。可以采取麥稈覆蓋與中耕保墑的方式保持土壤濕潤。麥稈覆蓋是把切碎的麥稈鋪在土壤的表層,利用覆蓋表面減少水分的蒸發。中耕保墑就是在灌溉以后進行土壤表層的耙松,切斷水分蒸發的毛細管道,防止水分的過分蒸發。據實踐證明,這種技術可以使土壤水分增加1%~4%,在干旱的地區可以節約水量達1,500~2,250m3/hm2,可以增產40%以上。
二、節水灌溉技術在農田水利工程中應用應該注意的問題
在農田水利工程中推廣和應用節水灌溉技術,能夠節約水資源,提高灌溉的有效性。但是在應用節水灌溉技術時仍然有很多制約因素,因此,要針對這些問題積極尋求解決的方法和途徑,才能真正實現節水增產的目的,促進節水型社會的構建和發展。
1.節水灌溉技術的選用要因地制宜
農田的水土條件不同與農作物的類型不同,所選用的節水灌溉技術也是不相同的。節水灌溉技術的選用要因地制宜,符合農作物的特點以及農田的水土條件。在應用農業節水灌溉技術的過程中,對于產出效益不高的大田糧食作物,應該采用以地面灌溉為主的節水灌溉技術。并且還要加強對于膜壟溝灌技術等投資較小的技術的推廣和應用。在條件比較好的狀況下,農田水利工程中可以選擇噴灌技術或是滴灌技術等需要較高投資的節水灌溉技術。
2.要依據農作物的種植結構的調整確定節水灌溉技術的選用和變化
調整農業種植結構就是擴大林草的種植面積壓縮耕地種植面積,擴大經濟作物的種植面積減少糧食的種植面積,以及擴大耗水較低作物的種植面積減少耗水高農作物的種植面積,以此來選擇和確定節水灌溉的技術,保證單位用水量的農作物的經濟效益和產出。
三、結語
節水灌溉技術有利于水資源的合理配置,減少水資源的浪費,有利于提高農業的產出和經濟效益,促進節水農業的發展。每一項節水灌溉技術都有自身的特性,都具有一定范圍的適用性,要科學合理地選擇和應用。此外,還要繼續深入的研究和改進節水灌溉技術,提高節水科技的管理水平,促進農業和社會經濟的可持續發展。
作者:程云偉 單位:內蒙古自治區赤峰市阿魯科爾沁旗農業綜合開發辦公室
第二篇
1新時期節水灌溉技術發展的現狀
1.1膜下滴灌技術
膜下滴灌技術之所以得到普遍的推廣,是因為其有效的滿足了節水型農業發展需求,是現階段比較成功的灌溉模式。其在滴管技術的基礎上實現了覆膜技術的應用,屬于全新的灌溉技術,相對于其他的滴管技術其在節水效果上,成本控制上都有著很明顯的優勢。
1.2膜下軟管灌溉技術
膜下軟管灌溉是在常壓微灌技術條件基礎上開展的,屬于新型的灌溉技術之一。此技術存在的優勢在于:不需要動力源,實現了對于成本的控制和管理。因此,得到很多農戶的青睞,在最近幾年時間里得以迅速的推廣。相對于噴灌方式來講,其在增產效果上、成本費用控制上、產出效率上都表現出更優越的特點,尤其對于貧困地區來說,使用此項技術將有利于農戶的增收。但是不得不承認的是此項技術雖然優勢很多,在很多地方依然需要改善和調整。
1.3加壓滴灌技術
以加壓后的水源為基礎開展滴灌工程,這是現階段灌溉方法中比較普遍的一種做法。此項技術不僅僅節水效果明顯,實現了對于成本的合理控制和管理,而且其適用種類眾多,有利于農業規模化的發展。
2新時期節水灌溉技術發展中存在的問題
新時期的節水灌溉技術,需要保證農業產量不會減少,實現水資源的優化配置,保證其使用率的全面提高。在此過程中,節水灌溉技術難免會出現各種問題,其發展還需要很長的一段路要走。
2.1經濟成本過高
誠然,節水灌溉技術的使用能夠使得農業產值不變,實現節約用水,但是在此技術使用的過程中,往往意味著高昂的成本費用,均畝千元以上的費用,對于小規模農田戶主來說,是很大的負擔,這無疑加大了節水灌溉技術的推廣難度。
2.2農民的認識不足
由于節水灌溉技術需要在農戶的意識下,以農戶為主體的形式來開展,這就需要農戶具備節水灌溉的意識和技術,而目前我國農村的科普工作效果不明顯,傳統種植觀念根深蒂固,一時之間難以接受節水灌溉技術的理論和技術,對于節水灌溉技術的重要性也理解不到位。
2.3用水戶的收益不明確
現階段,我國水權制度不完善,在很多方面都存在不明確的地方。也就是說上游的用戶在節水設施工程中花費了大量的經濟成本,在開展節水灌溉之后的水資源根本沒有有效的實現自身的利益,因此,上游用戶往往傾向于漫灌的方式,不會主動去選擇節水灌溉的方式。由此產生了很大的負面影響,使得下游用戶面對著很大的困境。這樣的上游和下游之間的利益矛盾形成了我國現有的水權制度。
3新時期節水灌溉中存在的問題及解決措施
在技術開展的過程中盡量實現創新,保證其符合區域農業的特點,實現其在農業發展過程中的作用。
3.1進一步研究開發實用性的節水灌溉技術
由于現在的節水灌溉往往消耗大,收益小,這勢必使得節水灌溉技術的推廣變得棘手。從這個角度上來講,不斷開展節水灌溉技術實用性的研究,以其可操作性為出發點,實現技術創新。
3.2增強廣大農民對節水灌溉技術的正確認識
相關政府部門應該積極發揮自身服務三農的職能,在節水灌溉技術的推廣過程中,注重開展對于農戶的有效培訓,使得其了解到節水灌溉技術重要性的同時,不斷提高自身素質,強化其對于節水灌溉技術的利用強度。
3.3加大對節水灌溉的補償力度
政府要積極將節水灌溉工程納入財政預算中去,不斷加大對于節水灌溉技術的投入;積極出臺相關政策促進技術的推廣,加大節水灌溉的補償力度。
4結語
發展節水灌溉技術,對于新疆農業發展來說是至關重要的。隨著近幾年的節水灌溉技術的推廣,的確在很多方面取得了一定的進步,但是依然存在很多方面的問題,對此應該不斷強化節水灌溉技術理論研究力度和技術實施力度。
作者:姜波 單位:新疆水利水電科學研究院
第三篇
1對該灌區現有灌溉系統的分析
由上文可知,該灌區的渠道大多為土質,所以,在輸水的過程中,會出現十分嚴重的滲漏現象,造成較嚴重的水分損失。而且,據了解,該灌區主要采用的是地面灌溉的方法,只有少量糧食作物和經濟作物采用的是溝灌和畦灌方式。但是,地面灌溉方式占用的面積較大,且容易造成較嚴重的水資源損失。所以,通過分析我們認為,對該灌區灌溉技術改進的主要措施是對地面灌溉方法進行改進。另外,該灌區的節水灌溉系統在處理泥沙量較大的水源時,采用的是先經過水池的沉淀,然后進行過濾后再進行利用的方式。這種方式需要花費較多的時間,且過濾時不僅要過濾泥沙,還需要去除各種有機雜質。因為實際操作不容易控制,所以經常會出現過濾的效果不佳,導致各種故障的出現,影響最終的灌溉效果。
2對該灌區灌溉系統的改進措施
2.1相關技術分析
(1)微灌技術。根據該灌區的實際情況,我們決定采用微灌技術。微灌技術是一種利用毛細管作用,局部灌溉作物根系的灌溉方式。根據流出方式的不同,微灌技術可分為滴灌法、微噴灌法和涌泉灌法等多種類型。微灌技術具有十分明顯的優點,可以保證灌溉水損失小于10%,主要應用于果樹、蔬菜、花卉、棉花等寬行距的經濟作物。微灌具有顯著的增產、省水效益,一般比地面灌溉省水1/3~1/2,比噴灌省水15%~25%。微灌有很強的適應性,不論何種作物和土壤都可微灌。特別是地形條件比較復雜的地區都可以采用。根據我國的實踐經驗,微灌主要是適用于果園、蔬菜、花卉、大棚作物等經濟價值高的作物;適用于干旱缺水但有一定水源條件的地區;沒有地面灌溉條件或很難實現地面灌溉的地區。結合該灌區的實際環境條件,微灌技術十分適合應用于該灌區。
(2)滲灌技術。滲灌技術是利用埋于地表下開有小孔的多孔管或微孔管道,使灌溉均勻而緩慢地滲入作物根區地下土壤,借助毛管力作用濕潤土壤的一種方法。滲灌技術的灌水質量較好,水分的蒸發較小,且占用的耕地面積較少,便于機械操作,節水、節能、便于中耕;并且不會破壞土壤的結構;利于防止雜草和各種病蟲害的發生。滲灌技術優點:①可以使土壤保持良好的疏松狀態和結構,不會導致土壤表面出現板結,從而為各種作物的生長提供良好的土壤、水分狀況;②可以保證地表土壤的濕度較低,減少地面蒸發;③滲灌技術的管道是埋于地下的,不會占用地表面積,便于日常交通和作業。另外,還可以同時進行灌水和其他農事活動;④可有效減少灌水量,且工作效率較高;⑤能有效減少雜草的生長,并減少病蟲害的出現;⑥滲灌系統的流量較小,所需要的壓力也較低,所以可以減少動力消耗,有效節約能源。
(3)噴灌技術。噴灌技術是利用各種專用的設備,通過一定的壓力,將水輸送、分配到田間,再利用噴頭噴射到空中,形成細小的雨滴,象天然降雨一樣降落到地面,最終均勻地撒在灌溉面積上,借毛細管力和重力作用滲入土壤灌溉作物,以滿足作物生長的需要。壓力水的形成,可以用水泵從水源取水加壓或利用地形落差,形成自壓水頭。噴灌系統一般由水源、動力、水泵、管道、噴頭及田間工程系統等部分組成。
2.2系統設計
改進后的灌溉系統示意圖如圖2所示,總體來看,該灌溉系統由三部分組成:(1)取水裝置。包括水泵和逆止閥。(2)水處理裝置。包括初級處理裝置和次級過濾裝置。其中,初級處理裝置用于分離沙石,采用的是離心式的砂石分離器,其進水口通過逆止閥與水泵相連;次級過濾裝置則用來去除各種有機雜質,采用的是砂石過濾器,出水口通過主水管與微灌裝置相連。另外,砂石分離器的出水口和砂石過濾器的進水口通過設置的灌溉總閥相連。(3)微灌裝置。改進后的灌溉系統還包括設置在調壓開關進水側的進水管和設置在調壓開關出水側的出肥管,以及設置在主水管上的調壓開關。其中,進水管與儲肥罐的底部相連,出肥管與儲肥罐的一側相連。砂石過濾器由兩個或者兩個以上并聯的過濾罐組成;過濾罐的上部進水,下部出水,內部設置有砂床濾芯。微灌裝置包括滲灌和滴灌以及噴灌裝置,其中,滴灌裝置中包括了滴水管,滴水管連接在支水管上;噴灌裝置包括連接在支水管上的毛水管。滲水管和滴水管以及毛水管分別單獨連接在支水管上。圖2所示的連接中,一共有3個支水管,每個支水管均與滲水管和滴水管以及毛水管單獨相連,實現最終的灌溉。
3改進后的灌溉系統的具體實施過程
改進后的灌溉系統在實際使用過程中,要先將水泵的吸水口放入到水源中,啟動水泵,將水源中的水通過逆止閥送入到離心式的砂石分離器中。然后對泥土和砂石等進行分離之后,通過灌溉總閥進入到砂石過濾器中,去除各種有機雜質和剩余的泥沙之后,從主水管進入灌溉裝置之中。對不同支水管水流的控制是通過控制電磁閥來實現的,通過主水管上的流量計可以檢測、控制總流量。支水管末端的水壓表可以檢測末端的實際水壓,從而保證整個灌溉裝置中各管道具有足夠的水量;同時,系統中的施肥裝置還可以在灌溉水中添加農藥和化肥,并通過調壓開關的調控,從出肥管進行加肥。
4改進評價及總結
改進后的節水灌溉系統,首先利用初級處理裝置,對砂石進行初級分離,然后利用次級過濾裝置,對泥沙進行進一步的過濾,去除其中的各種有機雜質。經過兩級過濾處理,保證了最終的微灌裝置灌溉較均勻,且使用壽命較長,非常適合該灌區水中泥沙量較大,有機雜質較多的特點。同時,系統中還設計有施肥裝置,可以在灌溉的同時施用各種作物所需的化肥農藥。各種微灌裝置的應用,也可以很好地適應該灌區的實際環境特點和不同的需要,保證為各類作物的生長提供水分。總體來講,改進后的灌溉系統設計科學、合理,操作簡單,使用壽命長,且成本較低,十分符合該灌區的實際特點和灌溉需求。總而言之,在我國水資源極度匱乏的今天,處理好龐大的農業用水問題是極其迫切的。所以,在農田水利灌溉中,我們要積極地利用各種節水灌溉技術,并注意按照實際情況予以合理的改進。我們通過對該灌區的灌溉系統進行改進,有效改變了該灌區采用地面灌溉方式為主造成大量水分損失的現象,有效提高了該地區的灌溉效果。
作者:郝林 單位:天津市北辰區農村水利技術推廣站